|
|
Identifikace parametrů elasto-plastických modelů materiálu z experimentálních dat
Jeník, Ivan ; Šebek, František (oponent) ; Kubík, Petr (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá problematikou identifikace křivky plastického zpevnění materiálu ze záznamu tahové zkoušky hladkého válcového vzorku. Nejprve je uveden teoretický základ nezbytný k řešení problému. Jsou definovány základní pojmy inkrementální teorie plasticity, popsáno provedení tahové zkoušky a zpracování jejích výstupů. Dále možnosti matematického vyjádření konstitutivního vztahu elasto-plastického materiálu, tedy samotné křivky zpevnění. Stručně je vysvětlen také mechanismus tvárného porušování materiálu. Je předložen přehled současně používaných metod identifikace křivky zpevnění materiálu z mechanických zkoušek, kdy napjatost není jednoosá. Jedná se buď o různé druhy analytické korekce přepočtových vztahů, odvozených pro napjatost jednoosou, nebo využití metod matematické optimalizace v kombinaci s numerickou simulací tahové zkoušky. Zmíněna je také nekonvenční metoda neuronových sítí. Pro 8 vybraných materiálů je provedena identifikace jejich křivky zpevnění metodou analytické korekce, optimalizace, sekvenční identifikace a pomocí neuronové sítě. Algoritmy posledních dvou metod byly modifikovány. Na základě analýzy získaných výsledků je doporučena oblast použití a nastavení parametrů jednotlivých algoritmů. Jako efektivní cesta k věrohodnému výsledku se ukázala kombinace principielně různých metod během procesu identifikace.
|
|
|
Stanovování mechanických vlastností lehkých kovů a jejich slitin a kompozitů pomocí protlačovacích zkoušek na miniaturních discích
Langer, Jiří ; Dobeš, Ferdinand (oponent) ; Válka, Libor (vedoucí práce)
Diplomová práce je zaměřena na určování mechanických charakteristik (meze kluzu, meze pevnosti a taţnosti) lehkých slitin metodou protlačovací zkoušky na miniaturních discích. Pro experimenty byly vybrány slitiny na bázi hliníku (Al 2024, Al 6082 T6, Al 7020 a NASA 398), slitiny na bázi hořčíku (MgZnMn, AZ31, AZ61) a kompozitní materiály (AZ91 + 20 % saffilu a Al + Al4C3). Teoretická část práce je zaměřena na rozbor metodiky přepočtů charakteristik, získaných z protlačovací zkoušky na charakteristiky konvenční. Experimentální část práce a diskuze je věnována zpracování experimentálních dat a kritickému rozboru oborů platnosti a pouţitelnosti jednotlivých přepočtových vztahů, zejména s ohledem na pouţitý typ materiálu. V této části práce je rovněţ diskutována problematika reprodukovatelnosti metody.
|
|
|
The use of small punch tests for materials with a higher level of structural inhomogeneity
Gordiak, Michal ; Řehořek, Lukáš (oponent) ; Válka, Libor (vedoucí práce)
Master's thesis deals with evaluating applicability of correlation relationships between material characteristics determined by Small Punch Test and standard tensile test for material AlSi7Mg0,6 manufactured by casting and technology SLM. Results of Small Punch Tests are correlated with yield strength, tensile strength, elongation, and Young's modulus of elasticity. For each material characteristic various correlation methods are compared, while for each method corresponding coefficients are determined. Consequently, the applicability of individual methods is evaluated by substituting coefficients determined by various studies. Primarily analyzed are correlation methods for which future normalization is expected. The results of master's thesis show that structural inhomogeneity caused by SLM process does not result in high inaccuracies in determining material characteristics. Larger impact on material characteristics has high porosity, which was identified in cast material and led to significant deviations in evaluating tensile strength and elongation.
|
|
|
Analysis of Plastic Materials Produced by Additive 3D Printing Technology
Spišák, Lukáš ; Joska, Zdeněk (oponent) ; Sedlák, Josef (vedoucí práce)
The diploma thesis deals with the influence of colouring additives and setting of the process parameters of 3D printing on the mechanical and surface properties of samples made of PLA material. The work describes the process of filament production, as well as the printing of normalized samples on a 3D printer using the additive method Fused Deposition Modeling. The impact of 3 types of colouring additives is evaluated on the basis of tensile test, hardness test and surface analysis. The evaluated quantities are primarily tensile strength, hardness, surface texture, roughness and corrugation. The work also evaluates the influence of the percentage of sample filling, the direction of the fibres of the inner filling and the orientation of the samples in the printing chamber of the 3D printer on the mechanical properties. The results are evaluated on the basis of the tensile test and the evaluated quantities are mainly the tensile strength, the ultimate stress and the modulus of elasticity in traction. The work is completed by evaluating the results and overall recommendations for filament manufacturers and users.
|
|
|
Zjišťování materiálových vlastností vzorků vyrobených kovovým 3D tiskem
Zakl, Alexandr ; Peterková, Eva (oponent) ; Řiháček, Jan (vedoucí práce)
Práce pojednává o mechanických vlastnostech a stavu 3D tisknutých kovových součástí, tisknutých zejména metodou DMLS/SLM. Rešeršní část je věnována různým technologiím a dodavatelům v oblasti 3D tisku s důrazem na metody tisknutí kovu. Záměrem této práce je spojit světy 3D tisku a 3D optického měření deformací, proto je část rešerše věnována těmto měřidlům a přední inovativní firmě v této oblasti GOM. Jeden z předních produktů této firmy ARAMIS byl použit pro vyhodnocení zkoušky, která je popsána v experimentální části. Rešeršní část se věnuje metodě digitální korelace obrazů a úprav součástí k následnému optickému měření. Vzorky v experimentální části této práce byly vytisknuty na tiskárně od firmy XactMetal. Následně pak byly měřeny pomocí metody DIC při průběhu tahové zkoušky a na základě získaných dat byly stanoveny základní materiálové charakteristiky.
|
|
| |
|
|
Výpočtová simulace tlakové zkoušky kovové pěny s otevřenými buňkami
Homola, Václav ; Skalka, Petr (oponent) ; Ševeček, Oldřich (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá výpočtovou simulací tlakové zkoušky niklové pěny, jejíž model geometrie je sestaven na základě zpracování mikro-CT snímků reálného vzorku. Simulace tlakové zkoušky byla provedena s využitím explicitního řešiče v SW LS-DYNA, jejímž výstupem byla jak deformačně-napěťová odezva pěny, tak její deformovaná síť určená pro další analýzu. V rámci simulace tlakové zkoušky byly provedeny citlivostní studie, pomocí nichž bylo vybráno optimální nastavení modelu poskytující co nejlepší shodu deformačně–napěťové odezvy s experimentem. V dalším kroku byla provedena simulace tahové zkoušky v prostředí ANSYS Classic, jejímž cílem bylo určit moduly pružnosti ve třech navzájem kolmých směrech niklové pěny stlačené na různou úroveň. Provedené simulace odhalily relativně velkou míru anisotropie pěny z pohledu modulu pružnosti v tahu. Lze konstatovat, že dostupná experimentální data korespondují velmi dobře s numerickým odhadem elastických vlastností studované pěny (do určité míry jejího stlačení). V práci byl rovněž analyzován vliv velikosti použitých prvků na vypočtené moduly pružnosti, kde se ukázalo, že rozdíl mezi jemnou a hrubou sítí není zanedbatelný a je tudíž nutné věnovat volbě velikosti sítě patřičnou pozornost. Na základě této studie byla doporučena optimální úroveň diskretizace a celkové nastavení modelu pro dosažení co nejlepší shody modelu s experimentem.
|
|
|
Optimalizace součástí spojovaných lisováním za tepla
Liškář, Ladislav ; Řiháček, Jan (oponent) ; Lidmila, Zdeněk (vedoucí práce)
Práce popisuje postup při ověřování koncepční myšlenky firmy. Návrh a výroba prototypů, testy a jejich vyhodnocení, vyčíslení úspor. Byly zvoleny dvě varianty spoje s rozdílnou tloušťkou stěny trubky. u nich byl zkrácen dřík na d a 3 zalisované drážky. Tyto varianty byly následně podrobeny dvěma testům statickým a jednomu testu dynamickému. Doporučením pro firmu je pokračovat s dalšími fázemi vývoje zkráceného dříku o jednu drážku oproti současné výrobě.
|
|
|
Zpevnění polymerních kompozitů uhlíkovými nanotrubkami
Kuběna, Martin ; Zajíčková, Lenka (oponent) ; Pantělejev, Libor (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zaměřuje na vliv uhlíkových nanotrubic (CNT) na mechanické vlastnosti kompozitního materiálu s polyuretanovou (PU) matricí. Zkoumaný materiál byl dodán ve formě tenkých filmů s tloušťkou od 0,2 mm do 1,2 mm. V teoretické části této diplomové práce je popsána výroba, vlastnosti a použití kompozitních materiálů PU/CNT, dále jsou zde uvedeny technologie přípravy a vlastnosti obou složek tohoto kompozitního materiálu. V teoretické části je také popsán princip tahových zkoušek polymerních materiálů. Experimentální část byla primárně zaměřena na porovnání tahových vlastností kompozitního materiálu PU/CNT s tahovými vlastnostmi čistého PU. Nejprve tedy byly zkoumány tahové vlastnosti čistého PU, kde byl posuzován vliv různých faktorů (rychlost zatěžování, tloušťka vzorků, tepelné zpracování a stárnutí). U čistého PU byly provedeny také zkoušky relaxace napětí a zkoušky se změnou rychlosti deformace v průběhu zatěžování. Poté byly provedeny tahové zkoušky také u kompozitního materiálu PU/CNT a výsledky byly porovnány s výsledky tahových zkoušek čistého PU. Kompozitní materiál PU/CNT byl připraven s různými koncentracemi, tudíž bylo možno vyhodnotit vliv obsahu CNT na tahové vlastnosti tohoto kompozitu. V poslední části této práce byly provedeny tahové zkoušky PU kompozitního materiálu s funkcionalizovanými uhlíkovými nanotrubicemi (PU/FCNT), kde byl studován vliv modifikace povrchu CNT. Bylo prokázáno, že vliv přítomnosti CNT i FCNT na mechanické vlastnosti kompozitu není výrazný. Tento závěr je diskutován na základě prací jiných autorů, ze kterých také nevyplývá jednoznačně pozitivní vliv CNT nebo FCNT na mechanické vlastnosti kompozitů s polymerní matricí.
|
|
|
Vliv parametrů MuCell technologie na mechanické vlastnosti polymerů pro vstřikování
Suchánek, Matěj ; Věchet, Stanislav (oponent) ; Válka, Libor (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá vlivem obsahu plynu ve struktuře polymerních materiálů na mechanické vlastnosti. Zkušební tělesa byla zhotovena pomocí technologie MuCell z polyftalamidu vyztuženého 50% podílem skelných vláken. Teoretická část práce je věnována polymerním materiálům se zaměřením na polyamidy a technologii injekčního vstřikování. V experimentální části práce je zkoumána závislost mezi charakteristikami získanými ze zkoušky tahem a zkoušky rázové houževnatosti metodou Charpy na množství plynu v polymeru.
|
host ::
RSS.